КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА И УПРАВЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИЕЙ МАНИПУЛЯТОРА, УСТАНОВЛЕННОГО НА БЕСПИЛОТНОМ ВОЗДУШНОМ СУДНЕ 

Владислав Вадимович Шерстнев, соискатель, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: iit@pnzgu.ru

Актуальность и цели. Объектом исследования являются конструкция и управление конфигурацией манипулятора, установленного на беспилотном воздушном судне и предназначенного для проведения отдельных операций спасательных работ. Целью работы является решение задачи управления конфигурацией манипулятора с учетом его конструкции. Материалы и методы. Поставленная задача сводится к решению прямой и обратной задач кинематики. Используются аппарат матриц однородного преобразования, описание обобщенных характеристик конфигурации манипулятора, представленных параметрами Денавита – Хартенберга. Результаты. Решена прямая задача кинематики для рассматриваемого манипулятора, в том числе методом рекурсивного алгоритма. Предложен алгоритм управления конфигурацией манипулятора посредством решения обратной задачи кинематики. Выводы. Методы, применяемые для решения задачи управления конфигурацией манипулятора, позволяют использовать манипулятор предложенной конструкции, установленный на беспилотном воздушном судне, для проведения операций спасательных работ. Предложенный алгоритм управления конфигурацией манипулятора, заключающийся в определении обобщенных характеристик конечного эффектора, последующего определения обобщенных характеристик для его родительских сегментов, задания ориентации и положения в пространстве промежуточному эффектору (в частности, звену поворота предплечья манипулятора) для родительских сегментов с дальнейшим заданием ориентации и положения его дочерним сегментам (включая рабочий конец манипулятора), позволяет выстроить звенья манипулятора в оптимальной конфигурации, учитывая при этом условия проведения той или иной операции спасательных работ (таких как наличие препятствий в рабочей зоне, ориентация и положение объекта, над которым выполняется операция). 

Ключевые слова

манипулятор, беспилотное воздушное судно, кинематическая схема, конфигурация манипулятора, прямая задача кинематики, параметры Денавита – Хартенберга, матрицы однородного преобразования, обратная задача кинематики 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Шерстнев В. В. Кинематическая схема и управление конфигурацией манипулятора, установленного на беспилотном воздушном судне // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2022. № 1. С. 100–110. doi:10.21685/2307-5538-2022-1-12